Борис Сребродольский - Жемчуг

Раковины современных моллюсков характеризуются яркой и многоцветной окраской, сложными формами и значительной прочностью. Как говорили древние, «раковины объединяют в себе твердость стекла и нежность розы». К. Г. Паустовский сравнивал раковину моллюска с окаменевшей пеной нежнейшего розового цвета. Многим из них человек присвоил имена: «Слава моря», «Слава Индии», «Фарфор утренней зари», «Гребень Венеры», «Кубок Нептуна», «Шлем императора», «Архимедова спираль» и др. Некоторые из этих удивительных раковин описаны в прекрасно иллюстрированной книге «О чем поют ракушки». Ее автор — калининградский ученый Р. Н. Буруковский собрал более 8,5 тыс. почти не повторяющих друг друга раковин.

При рассмотрении в микроскоп видно, что раковины моллюсков состоят из трех слоев: внешнего органического (периостракума), среднего призматического и внутреннего пластинчатого (перламутрового). Все слои формируются мантией — особой складкой кожи, прилегающей к внутренней стороне раковины. Процесс образования их происходит непрерывно, одновременно с ростом моллюска. Органический слой сложен рогоподобным конхиолином коричневого или черного цвета. Мощность слоя 0,1—0,2 мм.

Призматический слой состоит из призматических кристаллов арагонита, разделенных пленками органического вещества и вытянутых перпендикулярно поверхности створки. Кристаллы распространены на всю мощность призматического слоя, у наружного края они мельче, чем на глубине. Длина их достигает 1 мм, толщина — 0,01— 0,02 мм. Призмы имеют пяти- или шестиугольное сечение, по длине разделены прослойками органического вещества шириной 1—5 мкм. В раковинах двустворок каждая большая призма (первого порядка) состоит из мелких призм (второго порядка). Призмы первого порядка расположены горизонтально, а призмы второго порядка расходятся от середины призм первого порядка к их краям. Призмы имеют квадратное и округлое (или многоугольное) сечения диаметром 1—5 мкм. Они разделены пленками органического вещества толщиной около 0,2 мкм. Состав призм кальцитовый или арагонитовый.

Разрез через раковину и мантию речной раковины (а — е) с тремя стадиями (1—3) развития жемчужины (по: [Strunz, Wachsen, 1978])

а — периостракум; б — призматический слой; в — перламутровый слой; г — внешняя сторона мантии; д — внутренняя сторона мантии; е — связывающая ткань мантии, в которой образуется жемчужина

Пластинчатый слой покрывает внутреннюю поверхность раковины. Он состоит из пластинчатых кристаллов арагонита, ориентированных параллельно внутренней поверхности раковины. Кристаллы имеют гексагональный, квадратный или ромбический облик, примерно равную толщину (0,3—0,5 мкм), величину от 3 до 30 мкм. Они одинаково удалены друг от друга и склеены органическим веществом толщиной до микрона и менее. Органический компонент перламутра состоит из параллельных листочков, связанных неправильными поперечными листочками.

При изучении пластинчатого слоя под микроскопом установлено три главных типа структур. Одна образована пластинками арагонита, расположенными параллельно поверхности раковины и как бы образующими кирпичную кладку (слоистая структура). Другая сформирована вертикальными пачками листочков, расположенных друг над другом (линзовидная структура). Нарастание перламутрового слоя происходит за счет роста целого блока пластинок. Высота блока достигает 30 мкм. В краевых частях толщина пластинок уменьшается, и весь блок приобретает линзовидную форму.

Третья, перекрещенно-пластинчатая структура распространена у двустворок и гастропод. Она образована пластинками арагонита первого и второго порядка. Пластинки первого порядка прямоугольны, длинная ось их расположена параллельно поверхности раковины. Ориентировка пластинок одинакова. В них включены пластинки второго порядка, наклоненные под углами 32 и 98°. Они распадаются на более мелкие элементы — пластинки третьего порядка, которые, в свою очередь, разделяются на небольшие кубики. Пленки органического вещества находятся только между пластинками третьего порядка. Хаотическое расположение пластинок различных порядков придает раковине большую прочность.

Несколько особняком стоит конусная структура, отмеченная в раковинах кардиид. Она образована пластинками арагонита в виде вложенных друг в друга конусов, ориентированных своими основаниями к внутренней поверхности раковины. Относительно поверхности раковины эти призмы располагаются косо.

К. Симкис и К. Вада [Simkiss, Wada, 1980] при характеристике кристаллов арагонита раковины Pinctada fucata описали на них винтовые дислокации, подтверждающие нормальный характер роста кристаллов. Несколько раньше японский ученый Вада [Wada, 1966] отметил на пинакоидальной грани арагонита перламутра раковин Pinctada martensii и Hyriopsis schlegeli спирали, закрученные в разные стороны и свидетельствующие о спиральном росте кристаллов арагонита.

Трещина в перламутровом слое залечивается последовательным отложением призматического и пластинчатых слоев арагонита.

Образование раковины и жемчуга . Раковина — наружный скелет моллюска — представляет собой сложную минерально-органическую систему. Она выделяется мантией. На поверхности мантии располагаются клетки эпителия, обладающие секреторной деятельностью.

Раковина образуется в результате трех главных этапов [Попов, 1977]. В ходе первого этапа эпителиальные клетки мантии выделяют во внеклеточную (экстрапаллиальную) полость органическое вещество — матрицу с включенным в нее кальцием. Второй этап состоит в откладывании матрицы на внутренней поверхности раковины с образованием на ней зародышей минеральной фазы. На третьем этапе происходит рост кристаллов и формирование слоев.

Экстрапаллиальная жидкость заполняет одноименную узкую полость между раковиной и мантией. Из нее образуется не только раковина, но и жемчуг. Сама жидкость содержит те же химические элементы (натрий, калий, магний, марганец, медь, хлор, серу, фосфор), которые имеются в крови данного моллюска, примерно в таких же пропорциях. Количество упомянутых элементов в раковине в основном зависит от концентрации их в жидкости. Из них в первую очередь нас интересует кальций, как элемент, слагающий не только раковину моллюсков, но и вещество жемчуга. В экстрапаллиальной жидкости находятся энзимы — щелочная фосфатаза и карбонатная ангидраза, специфические белковые катализаторы, ускоряющие процессы, которые протекают в любом организме. Симкис и Вада рассматривают их в качестве критических агентов различных схем кальцитизации.